12月22日12時37分，長徵八號運載火箭以“一箭五星”的方式，在中國文昌航天發射場首飛成功。
這是一型兼顧近地軌道和地球同步轉移軌道發射能力的新型火箭，它將中國太陽同步軌道運載能力由3噸提升至4.5噸，有效填補了中國新一代運載火箭的能力空白，進一步完善了中國運載火箭型譜。
在中國航天科技集團一院長徵八號運載火箭總指揮肖耘看來，長徵八號的首飛有著更為重要的意義，從它身上能看到未來火箭的影子。在不久的將來，它將把科研人員構想中未來火箭的相關技術，一一變為現實。
宿東 攝/中國航天科技集團一院供圖
填補“空白”
隨著中國航天發展，中低軌衛星發射需求越來越旺盛，而此前我國新一代火箭的運載能力尚存空白，不能滿足3噸至4.5噸太陽同步軌道發射需求。
長徵八號應運而生。
肖耘說，長徵八號火箭將有力推動我國中型運載火箭的更新換代，而且將帶動和牽引我國中低軌衛星的發展，滿足未來中低軌高密度發射任務需求。
據他介紹，自上世紀80年代開始，我國就圍繞新一代運載火箭開展了規劃，逐步形成了小、中、大新一代運載火箭的型譜發展規劃。
經過數十年預研和工程研製，我國成功研製了長徵五號、長徵七號等新一代運載火箭，形成了2.25米、3.35米和5米直徑的通用模塊，為後續新一代運載火箭“模塊化、系列化、組合化”發展奠定了基礎。
肖耘說，長徵八號的研製遵循既定發展思路，充分繼承在役型號的產品和技術，借鑑已有的試驗驗證成果，實現型號快速集成研製。
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據中國航天科技集團一院長徵八號運載火箭總設計師宋徵宇介紹，長徵八號是在長徵七號火箭基礎上，與長徵三號甲系列火箭三子級組合形成的新構型火箭。其採用芯級捆綁2枚助推器構型，全長約50.3米，起飛質量約356噸，起飛推力約480噸，700公裡太陽同步軌道運載能力不小於4.5噸。
宋徵宇表示，目前我國具備中低軌道發射能力的主力運載火箭，只能將3噸有效載荷送到太陽同步軌道，而長徵八號將此項能力提升到了4.5噸。這不僅是長徵系列火箭運載能力的提升，對衛星等有效載荷來說，也是平臺的“升級換代”。
“未來，長徵八號將和長徵五號、長徵六號、長徵七號、長徵十一號等新一代運載火箭形成更加優化、合理的能力佈局。這將大力提升中國航天進出空間的能力，對推進中低軌道衛星組網建設具有重大意義。”肖耘說。
為火箭“可重複使用”奠定基礎
未來中國的火箭將是什麼樣的，可重複使用，還是高度智慧化？
這其中，前者因為美國“鋼鐵俠”埃隆•馬斯克的嘗試，讓人們充滿期待。過去幾年，埃隆•馬斯克麾下的獵鷹火箭先後完成陸地、海上回收，被認為是商業航天領域典型的成功案例，也再一次點燃了人類移民火星的夢想。
要想實現火箭的重複使用，發動機推力調節是重要的技術。此次發射中，長徵八號運載火箭應用了發動機推力調節技術，這在我國運載火箭中，是首次工程應用。
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據中國航天科技集團一院長徵八號運載火箭副總指揮段保成介紹，該技術能大幅提升火箭的總體設計優化能力和任務適應能力，其首次應用也為後續相關技術進行了先期技術驗證，為我國重複使用運載火箭研製奠定了基礎。
他告訴記者，長徵八號火箭在立項之初就確立了以市場需求為導向進行研製，從能力指標、經濟可靠性等綜合考慮，努力實現火箭研製和市場挖潛“雙成功”。
段保成表示，長徵八號的研製採用了虛實結合的模態分析技術，全箭動特性數據在已有模塊試驗數據及動力學模型的基礎上，通過全箭動力學模型組裝和數值仿真計算獲取。長徵八號的研製探索，為後續大型、重型火箭的模態綜合技術奠定了基礎，有助於大幅縮短其研製週期，降低研製費用。
他說，為了能在商業市場佔據有利陣地，研製團隊在對長徵八號的電氣、結構等方面進行低成本設計的同時，還開展了“垂直起降”的研究，對該火箭採用了可回收設計，力求實現可重複使用。
多項新技術讓火箭“更聰明”
近年來，我國運載火箭高密度發射已呈常態化，但也偶爾發生飛行故障甚至飛行失利的案例。
有人設想，如果火箭具備故障診斷和自主飛行能力，在發生故障時，火箭自主調整，飛行結果是否就能大幅改善？
宋徵宇表示，科研人員在長徵八號身上，通過研究分析各種減載穩定控制方法，並採用自抗擾技術進行實時補償控制，提高主動減載的效果，解決了大整流罩帶來的“靜不穩定度”大的難題。
他說，基於控制效果的噴管極性辨識和控制重構算法，能讓運載火箭“更聰明”。通過該技術的應用，長徵八號具備了滑行段飛行故障在線辨識能力，能夠在特定故障工況下自主進行姿態控制重構，提升了飛行控制適應性和智能化水平。
宿東 攝/中國航天科技集團一院供圖
長徵八號火箭自2018年4月轉入工程研製階段工作，2020年10月完成了出廠評審。
宋徵宇說，從型號開始論證到首飛火箭具備出廠條件，僅用時2年多，這在新一代運載火箭研製的歷史上是不多見的。
他告訴記者，針對當前我國運載火箭火箭測試周期長、在發射區佔位時間長的問題，科研團隊積極探索火箭快速發射路徑，為長徵八號設計了“兩平一垂”發射模式，即水平組裝、水平狀態整體運輸、星罩組合體垂直轉場對接。
據他透露，預計在2022年左右，長徵八號將實現“兩平一垂”發射。屆時發射區將不再需要規模龐大、組成複雜的塔架，可減少建設成本。
來源：中國青年報客戶端
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